加長型三風(fēng)道噴煤管在高海拔地區(qū)預(yù)分解窯上的應(yīng)用

2．1　工藝設(shè)計思想

　　針對NSP窯幾乎無冷卻帶、出窯熟料溫度高達(dá)1400℃左右的特點(diǎn)，為了防止溫度過高的熟料在窯下料斜坡上“掛蠟”和盡量降低入單冷機(jī)的熟料溫度，我廠與設(shè)計院研究，決定采用三風(fēng)道噴煤管并比原來的設(shè)計加長了2m。

2.2　原設(shè)計三風(fēng)道噴煤管系統(tǒng)工藝流程

　　原設(shè)計三風(fēng)道噴煤管系統(tǒng)工藝流程（見圖1）。

圖1　三風(fēng)道噴煤管系統(tǒng)工藝流程圖

1.三風(fēng)道噴謀管；2.外風(fēng)閥；3.內(nèi)風(fēng)閥；4.安全風(fēng)機(jī)；5.高壓離心風(fēng)機(jī)；橡膠軟管；7.喂煤富勒泵；8.喂煤羅茨風(fēng)機(jī)

　　工作原理簡述：由羅茨風(fēng)機(jī)來的高壓風(fēng)與由富勒泵來的煤粉匯合后經(jīng)輸送管道和橡膠軟管進(jìn)入三風(fēng)道噴煤管煤風(fēng)道；高壓離心風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)經(jīng)橡膠軟管后一部分進(jìn)入噴煤管外風(fēng)道，另一部分進(jìn)入內(nèi)風(fēng)道，各風(fēng)道風(fēng)量由內(nèi)外風(fēng)閥控制，出噴煤管的煤粉與從內(nèi)風(fēng)道來的旋流風(fēng)強(qiáng)烈混合后，被從外風(fēng)道來的軸流風(fēng)包裹入窯燃燒。

2．3　原三風(fēng)道噴煤管系統(tǒng)有關(guān)技術(shù)參數(shù)

　?。?）三風(fēng)道噴煤管 長5.2m（未加長前為3.2m），喂煤量：2～6t／h。

　　（2）高壓離心風(fēng)機(jī) 風(fēng)量：6594m3/h，全壓：15kPa。

　?。?）安全冷卻風(fēng)機(jī) 風(fēng)量：4510m3/h，風(fēng)壓：1.96kPa，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速：2900r／min。

　?。?）L61LD喂煤羅茨風(fēng)機(jī) 風(fēng)量：25m3／min，升壓：49kPa；電機(jī)轉(zhuǎn)速：980r／min；電機(jī)功率：37kW。

3　調(diào)試時暴露出的問題和處理措施

3.1　窯前容易長煤粉圈

　　原加長型三風(fēng)道噴煤管在調(diào)試時主要表現(xiàn)為窯前容易長煤粉圈，有時幾個小時便在窯口附近結(jié)起一個很大的前圈，嚴(yán)重影響了回轉(zhuǎn)窯的通風(fēng)，同時熟料fCaO升高，質(zhì)量不穩(wěn)定，經(jīng)常停窯打前圈，現(xiàn)場觀察到火焰軟弱并有下垂現(xiàn)象，嚴(yán)重時肉眼可看到煤粉落到窯前熟料中呈現(xiàn)點(diǎn)狀藍(lán)色螢火，并感覺到煤粉出噴煤管不連續(xù)，當(dāng)煤粉多時窯前出現(xiàn)短時正壓，但此時煤粉計量表顯示喂煤穩(wěn)定故排除噴煤不連續(xù)的原因是下煤不穩(wěn)定，噴煤管用風(fēng)時壓力表顯示外風(fēng)最大只能調(diào)到9kPa，因此火焰長度調(diào)節(jié)困難。

　　針對該系統(tǒng)所暴露的問題，結(jié)合工藝裝備的情況進(jìn)行了分析，我們認(rèn)為是煤風(fēng)風(fēng)速過低及一次風(fēng)風(fēng)壓過低引起的。

3.1.l　煤風(fēng)風(fēng)速計算

　　按風(fēng)機(jī)銘牌風(fēng)量可計算出煤風(fēng)風(fēng)速

　　 　　　Q煤 　　　　　25
　　V煤＝────＝───────＝19.0(m/s)
　　　　　 S煤 　　　60×0.0219

　　考慮到風(fēng)機(jī)送風(fēng)管路的漏風(fēng)和風(fēng)機(jī)的實際出風(fēng)量，該風(fēng)速還會更低，此風(fēng)速與正常的煤風(fēng)風(fēng)速（20～30m／s）相比偏低，這可能是導(dǎo)致噴煤管內(nèi)出煤不連續(xù)的原因。

3.1.2　凈風(fēng)風(fēng)機(jī)風(fēng)壓校核

　　由于滇西廠地處海拔2142m處，該處大氣壓力只有78kPa，故原風(fēng)機(jī)銘牌風(fēng)壓雖為15kPa，但如考慮到大氣壓的影響，該風(fēng)壓要降低許多，在調(diào)試時該風(fēng)機(jī)表頭顯示風(fēng)壓最大值只到9kPa。由于海拔高度的增加，使風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓降低了很多，計算僅為11.56kPa，如再考慮到噴煤管本身的阻力，則風(fēng)壓還要降低，這與實際所顯示的情況完全相符，由于在該系統(tǒng)中凈風(fēng)風(fēng)機(jī)選用了高壓離心風(fēng)機(jī)，故風(fēng)量由于風(fēng)壓不高的原因可能將會大大減少，從而引起內(nèi)外風(fēng)風(fēng)速過低，造成火焰調(diào)整困難，煤粉燃燒不良。

　　通過以上分析，造成原三風(fēng)道噴煤管發(fā)生上述不利情況的原因是：煤風(fēng)風(fēng)速過低只等于16m／s；一次風(fēng)風(fēng)壓過低，計算風(fēng)壓只到11.56kPa。

3.l.3　三風(fēng)道喂煤系統(tǒng)的改造

　　根據(jù)上面的分析，我們對喂煤羅茨風(fēng)機(jī)及一次風(fēng)機(jī)做了更換改造，改造后的兩風(fēng)機(jī)性能參數(shù)如下：
　　L61LD羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)量39m3／min，升壓78.4kPa，轉(zhuǎn)速1480r／min，電機(jī)功率90kW。

　　一次風(fēng)機(jī)9-12No.9D，風(fēng)量6667m3／h，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速2900r／min，全壓21719Pa，電機(jī)功率75kW。

　　改造后煤風(fēng)風(fēng)速由原來的19m／s提高到29．6m／s，一次風(fēng)實際風(fēng)壓由9kPa提高到15kPa，經(jīng)過改造后三風(fēng)道噴煤管的火焰形狀、溫度很快得到了扭轉(zhuǎn)，窯前煤粉燃燒快，火焰形狀調(diào)節(jié)靈活，窯前起火提溫快，煤粉圈大大減輕，熟料質(zhì)量得到較好控制。

3．2　三風(fēng)道噴煤管火焰掃磚

　　該加長型三風(fēng)道噴煤管經(jīng)過以上改造解決了很多問題，但是在一段時期內(nèi)，窯內(nèi)頻繁出現(xiàn)火焰掃磚現(xiàn)象，有時剛換上的新磚不到一個月便得重新挖補(bǔ)，在火焰下部4m左右常出現(xiàn)直徑在20～60cm，深度在5～15cm的小坑，我們認(rèn)為是火焰形狀發(fā)生變化，而原因在噴煤管的結(jié)構(gòu)上。

　　在出現(xiàn)火焰掃磚時，火焰形狀很不理想、調(diào)整極其困難、現(xiàn)場觀察火焰明顯發(fā)散，甚至有“發(fā)叉”現(xiàn)象，整個火焰在噴煤嘴周向分布不均，一邊火焰區(qū)燃燒激烈，另一邊感覺旋流風(fēng)明顯過大，外風(fēng)包不住內(nèi)風(fēng)，我們發(fā)現(xiàn)噴煤管的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，如圖2所示，d4比d3大，正常情況下d3＝d4＝6mm，發(fā)生掃磚時d3＝4mm，d4＝8mm，d3、d4是外風(fēng)道徑向?qū)挾?，外風(fēng)道發(fā)生變形的原因可能是：①裝配時存在著誤差；②由于該噴煤管加長了2m，并且煤管外面包了一層厚度10cm的澆注料，澆注料總重達(dá)l.8t，懸臂由4m增至6m，受高溫環(huán)境的影響，噴煤管外風(fēng)套發(fā)生變形下垂，從而使d4大于d3，間隙變大的地方阻力變小，間隙變小的地方阻力變大，風(fēng)速也將有較大的差異，風(fēng)速太小的地方便包不住呈旋流狀態(tài)的內(nèi)風(fēng)，火焰必將發(fā)散，極易損傷窯皮，窯皮掉后就損傷至耐火磚，使火磚出現(xiàn)坑狀“雞窩”。

圖2　三風(fēng)道噴煤管結(jié)構(gòu)示意圖
1.澆注料；2.外風(fēng)道；3.煤風(fēng)道；4.內(nèi)風(fēng)道；
5．風(fēng)翅；6.中心管；7.外風(fēng)管；8．支承掛鉤

　　另外我們還發(fā)現(xiàn)圖中d1、d2的尺寸大小與火焰形狀有著密切的關(guān)系，d1變大火焰變長，d1變小火焰變粗；d2變大火焰變粗，反之則變細(xì)。我們將d1、d2分別調(diào)整為50mm和40mm，當(dāng)d1、d2尺寸合適時亦會使火焰形狀不理想，嚴(yán)重時會損傷窯皮及耐火磚。

　　根據(jù)出現(xiàn)的問題，我們對噴煤管外風(fēng)套分別從三個方向進(jìn)行了固定，使外風(fēng)道在任何情況下不會出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，即使噴煤管再發(fā)生變形也只會出現(xiàn)整體下垂而不會使各風(fēng)道間隙發(fā)生變化，處理后，一年多的生產(chǎn)實踐中未出現(xiàn)風(fēng)道不均而引起火焰掃窯皮的問題，同時窯產(chǎn)質(zhì)量、運(yùn)轉(zhuǎn)率等都得到了不同程度的提高，見表l。

表1　使用加長型噴煤管前后的生產(chǎn)情況

　　注：產(chǎn)量、運(yùn)轉(zhuǎn)率、強(qiáng)度等值均為月平均值；改前運(yùn)轉(zhuǎn)率低的原因是機(jī)械設(shè)備故障較多。

4　加長型三風(fēng)道噴煤管的其它作用

　　由于該三風(fēng)道噴煤管活動范圍大，伸入窯內(nèi)最大可達(dá)2m，退可縮至距窯口1.6m，使用十分方便，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

4.1　冷窯點(diǎn)火升溫時的應(yīng)用

　　冷窯點(diǎn)火升溫時，為使窯燒成帶得到較好的預(yù)熱升溫，可將噴煤管退至距窯口約1m的地方，因為冷窯點(diǎn)火時，入窯二次風(fēng)溫極低，煤粉燃燒速度慢，一般情況下黑火頭較長，過渡帶及燒成帶末端的窯體溫度往往比燒成帶正?；瘘c(diǎn)下的溫度高，說明煤粉燃燒由于溫度低發(fā)生后移，而正常的火點(diǎn)下窯皮沒有得到很好的升溫。當(dāng)投料時火焰被壓縮至正?；瘘c(diǎn)，而火點(diǎn)下溫度較低，故剛投料時很容易發(fā)生“竄料”現(xiàn)象，操作上為避免出現(xiàn)“竄料”，不得不降低初始投料量和降低窯速，影響了窯達(dá)到正常投料的時間，故如升溫時將煤管退至距窯口1m左右的地方，由于窯燒成帶得到較好預(yù)熱升溫，投料后，火焰的壓縮對燒成帶影響不大，窯能較快地達(dá)到正常投料量，縮短了不正常的時間。

4.2　發(fā)生掉窯皮及處理前后圈的作用

　　在煅燒過程中，由于窯內(nèi)熱工制度發(fā)生變化，故有時燒成帶窯皮會發(fā)生被燒薄或燒掉的現(xiàn)象，對此問題應(yīng)用該加長型噴煤管進(jìn)退活動范圍大的特點(diǎn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)燒成帶部位筒體溫度升高異常時，可將煤管退出或伸入，避開耐火磚薄弱處，再加以內(nèi)外風(fēng)調(diào)節(jié)手段，采取相應(yīng)措施，一般均能取得良好效果，尤其是對燒成帶前部發(fā)生排窯皮時，效果最好，同樣當(dāng)窯內(nèi)長前后圈時，采取類似的辦法進(jìn)行處理，效果要比未加長的三風(fēng)道噴煤管好。

4.3　保護(hù)窯口及窯口護(hù)鐵的作用

　　現(xiàn)代預(yù)分解窯窯內(nèi)一般幾乎無冷卻帶，有的廠家窯皮甚至長到窯口部位，由于出窯熟料溫度高，故此部位的窯口護(hù)鐵受高溫氧化腐蝕和高溫熟料磨損，故損壞極快，有的廠家半年就需更換一次，因窯口護(hù)鐵更換困難且周期較長，故嚴(yán)重影響了回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，我廠在正常情況下加長型三風(fēng)道噴煤管伸入窯內(nèi)1m左右，窯內(nèi)一般有1.5～2m的冷卻帶，大大降低了出窯熟料的溫度，改善了窯口護(hù)鐵的工作環(huán)境，延長了窯口護(hù)鐵的使用壽命，1號窯從1995年6月點(diǎn)火到1997年9月已經(jīng)安全運(yùn)行了近26個月，窯口護(hù)鐵依然完好無損，同時出于出窯熟料溫度較其它廠均低，故我廠窯筒體變形非常小，每次砌磚都很順利，表2為幾個預(yù)分解窯生產(chǎn)廠的出窯熟料溫度對比。

表2　幾個預(yù)分解窯生產(chǎn)廠的出窯熟料溫度對比

4.4　加強(qiáng)生料預(yù)熱

　　當(dāng)冷窯升溫投料時，盡管預(yù)熱器內(nèi)氣流溫度趨于正常，但由于滇西廠地處高海拔地區(qū)，各級預(yù)熱器都比海拔低的同規(guī)模的生產(chǎn)線的預(yù)熱器大，預(yù)熱器耐火材料儲熱都不足，故剛投料時各級預(yù)熱器溫度下降過大，導(dǎo)致剛投料時的生料預(yù)熱分解不好，應(yīng)用加長型噴煤管可部分彌補(bǔ)此點(diǎn)不足，剛投料幾個小時內(nèi)將煤管移至窯口附近，以延長物料在窯內(nèi)的停留時間，加強(qiáng)生料在窯內(nèi)的預(yù)燒，此措施在實踐中有一定意義。

5　加長型噴煤管伸縮時的注意事項

　　該加長型噴煤管雖然調(diào)節(jié)靈活，但是移動時必須注意其調(diào)節(jié)方法，否則會產(chǎn)生不利影響。

　　（1）當(dāng)煤管大幅度移動時要注意調(diào)整火嘴在窯斷面上的位置，因為窯是有斜度的，而煤管一般是水平的，滇西廠窯斜度為4%，當(dāng)煤管由窯口往里推進(jìn)2m時，噴煤嘴在窯面的位置降低了8cm，所以必須重新調(diào)整火嘴位置，否則產(chǎn)生嚴(yán)重后果，同樣當(dāng)煤管后撤時也應(yīng)注意此點(diǎn)。

　　（2）根據(jù)使用經(jīng)驗，正常煅燒時，火嘴往窯里推進(jìn)窯尾溫度會增加，推進(jìn)越多增加越明顯，反之則尾溫降低，故操作時應(yīng)密切注意窯尾溫度。

　?。?）根據(jù)經(jīng)驗，煤管如需大幅度后撤，則操作上應(yīng)采取相應(yīng)措施，如一次回撤過大易導(dǎo)致窯內(nèi)熱工制度發(fā)生大的波動，影響熟料煅燒質(zhì)量，故如不是特別需要，如燒圈或避開高溫火點(diǎn)時，應(yīng)分成幾次移動，每次之間應(yīng)有一定時間間隔。

　?。?）煤管在窯內(nèi)伸入較大時，要注意勤觀察窯內(nèi)情況，密切注視火嘴上方的窯皮，否則大塊窯皮落下時易損傷火嘴，當(dāng)處理前后圈時應(yīng)特別注意。

　?。?）因為煤管太長故停窯時應(yīng)注意調(diào)整一次風(fēng)量冷卻噴煤管，同時應(yīng)將煤管盡量回撤，以免煤管受高溫影響而變形下垂。

6　結(jié)束語

　　加長型三風(fēng)道噴煤管在應(yīng)用時應(yīng)充分考慮高海拔對風(fēng)機(jī)壓力的影響和煤管的裝配精度兩個問題，在兩個問題都能得到合理解決和應(yīng)用方法正確的情況下，則加長型三風(fēng)噴煤管比未加長的三風(fēng)道噴煤管更多的優(yōu)點(diǎn)。